胚胚 胎胎 工工 程程 胚胎发育的过程及体外受精和早期胚胎的培养1．胚胎发育的过程 2．体外受精1)原理：人工模拟体内环境(包括营养、温度、pH等)，使初级卵母细胞成熟和精子获能，最终完成受精和胚胎保存2)主要操作步骤：①卵母细胞的采集：方法一：对小型动物一般采用促性腺激素处理，排卵后直接从输卵管中冲取卵子直接与获能的精子在体外受精方法二：对大型动物一般采用从活体的卵巢中吸取卵母细胞，经体外人工培养成熟后与获能的精子在体外受精 ②精子的采集和获能：采集方法：假阴道法、手握法和电刺激法等获能方法：培养法和诱导法③受精：获能精子和成熟卵子在共同培养一段时间后便可受精3．早期胚胎的培养1)培养液成分：盐类，包括无机盐和有机盐；营养物质；蛋白质的组成单位氨基酸；DNA和RNA的组成单位核苷酸；调节物质有维生素、激素；特有物质有血清 (2)胚胎移植时间：不同动物其胚胎移植的时间不同牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段，小鼠、家兔在桑椹胚前，人胚胎可在4个细胞阶段移植几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植成功率很低3)胚胎发育到适宜阶段时，既可向受体移植，也可冷冻保存 ♨特别提醒：(1)要注意区分受精的标志和受精过程结束的标志。
受精的标志是卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体，受精过程结束的标志是雌、雄原核融合成合子2)受精过程中有三大反应(作用)：顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用三大反应(作用)的作用不同：顶体反应主要是形成精子穿越放射冠的通路；透明带反应是防止多精子入卵受精的第一道屏障；细胞膜反应则是防止多精子入卵受精的第二道屏障 (3)动物排出卵子的成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等；有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等，但它们都要在输卵管内进一步成熟，当达到减数第二次分裂的中期时，才具有与精子受精的能力4)胚胎早期培养过程中有两次用到了显微镜进行检查：①在进行卵母细胞成熟培养前，要抽取卵母细胞在显微镜下检查并挑选；②胚胎培养前要用显微镜检查受精卵 【例1】 下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，下列相关描述正确的是( ) A．图中3是透明带，7是原肠腔B．发育的先后顺序是甲→丙→乙C．1部位细胞将来发育成胎儿的各种组织D．甲、乙、丙时期的细胞都具有发育的全能性解析：图中甲是桑椹胚，乙是囊胚，丙是原肠胚图中1是滋养层，2是内细胞团，3是透明带，4是囊胚腔，5是外胚层，6是滋养层，7是原肠腔，8是内胚层。
内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘答案：A 规律总结有关体内受精与早期胚胎发育的辨析(1)对卵裂阶段物质含量和体积大小的变化模糊不清①误认为卵裂阶段的细胞分裂方式包括减数分裂，实际上只有有丝分裂②误认为卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量要增多，细胞体积要增大从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有减小，但细胞数目增多，所以每个细胞体积减小；伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中DNA含量保持相对稳定；该过程中有机物总量减少，因为一直呼吸消耗但不从外界吸收 (2)对排卵理解不准确：排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出3)混淆受精标志与受精完成的标志受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合4)不能对胚胎发育与胚胎工程中的有关概念进行正确区分①对精子和卵子的发生、发育及结合场所不熟：精子发生场所——睾丸的曲细精管；卵子的发生场所——卵巢；受精场所——输卵管；受精卵发育场所——输卵管和子宫；精子发生的时间及特点——初情期后，两次分裂连续进行；卵子发生的时间及特点——胚胎性别分化以后，两次分裂不连续进行。
②对囊胚和桑椹胚在胚胎发育过程中所处的阶段、特点和在胚胎工程中的应用没有完全掌握：胚胎发育过程中开始分化的阶段是囊胚，可以移植或分割的阶段为桑椹胚和囊胚③忽略“透明带反应”和“卵细胞膜反应”在受精过程中的生物学意义：两者构成了防止多精入卵受精的两道屏障④体外受精易忽视“精子获能”和“卵子成熟”问题 跟踪训练 下列有关哺乳动物精子和卵细胞的发生以及受精作用的叙述，正确的是( )A．采集到的精子和卵细胞相遇即可发生受精作用B．排卵就是排出成熟卵细胞的过程C．卵细胞形成时的分裂过程均在卵巢内完成D．卵子受精完成的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体 解析：采集到的精子必须经获能处理后才能受精，采集的卵细胞需要培养成熟后才可与获能的精子受精；初级卵母细胞的减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的，其结果产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管，准备与精子受精减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的答案：D 胚胎工程的应用1．胚胎移植——借腹怀胎1)胚胎移植的实质：胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。
2)胚胎移植成功的保障(生理学基础)：①供、受体生殖器官的生理变化是相同的 ②哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能③受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响3)胚胎移植的培育流程以牛胚胎移植为例： 放映时点击图片可放大或缩小 ♨特别提醒：(1)胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎必须在原肠胚之前，不能直接移植受精卵 (3)促性腺激素两次使用：①同期发情处理；②超数排卵4)两次检查：①收集胚胎检查；②移植后是否妊娠检查5)冲卵含义：冲出早期胚胎，不是冲出卵子6)胚胎移植的供体和受体必须是同种生物7)同期发情处理用雌性激素,超数排卵处理用促性腺激素8)试管动物的性别和性状由父本、母本决定，而克隆动物的性别和性状与核供体相同9)胚胎的产生过程一般是有性生殖，但胚胎分割是无性生殖方式 2．胚胎分割——无性繁殖1)实质：胚胎分割技术是把一个胚胎的细胞分成两组或多组，经过短暂培养使其修复、发育后，再一同或分别移植到不同的代孕母体中妊娠并产生多胎的技术，这种技术又称做人工同卵多胎技术。
胚胎分割可成倍增加胚胎数量，是一种快速繁殖种畜的方法，属于动物无性繁殖或克隆的方法之一，其法还有核移植 (2)要点：①材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚②囊胚期分割要求：内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育③过程图解： 3．干细胞1)干细胞分类：干细胞分为三类：全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞胚胎干细胞为全能干细胞2)胚胎干细胞的应用前景：ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重大成就之一，在基础生物学、畜牧学和医学上都具有十分重要的应用价值 ①ES细胞可用于治疗人类的某些顽症利用ES细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可以使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能②培育成组织器官，用于器官移植③对ES细胞的培养和诱导，为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效手段④ES细胞可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究 【例2】 (双选)下列有关哺乳动物胚胎工程的叙述正确的是( )A．透明带反应和细胞膜反应是防止多精入卵受精的两道屏障B．进行体外授精时，将卵细胞取出后应将它置于与输卵管相似的环境C．在采集卵母细胞时，用性腺激素处理，使其排出更多的卵子D．对囊胚阶段的胚胎分割时，内细胞团可以不均等分割 解析：在采集卵母细胞时，用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子；对囊胚阶段的胚胎分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
答案：AB 跟踪训练 在试管牛培育过程中，不涉及的操作过程是( )A．用物理或化学方法激活重组细胞，使其完成分裂和发育B．用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理C．将精子放入一定浓度的肝素溶液中培养，使其获能D．胚胎移植后，对受体母牛进行是否妊娠的检查 解析：试管牛培育过程是通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代因此，需要用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理；将精子放入一定浓度的肝素溶液中培养，使其获能；胚胎移植后，对受体母牛进行是否妊娠的检查等试管牛培育是受精卵分裂发育，不是重组细胞，A错误答案：A 。